牟桂芝,大野木·升司
(1.大連東泰產(chǎn)業(yè)廢棄物處理有限公司,遼寧 大連 116600;2.日中環(huán)境協(xié)力支援中心有限會社,北京 100081)
日本從20世紀(jì)60年代末開始著手建筑垃圾的管理,并將建筑垃圾作為再生資源利用,因此十分重視重新利用相關(guān)技術(shù)的開發(fā)。經(jīng)過幾十年的努力,日本建筑垃圾的再生利用取得了明顯效果,據(jù)2005年日本國土交通省的調(diào)查,全國從建設(shè)工程排放出的瀝青/混凝土的98.6%都得到了再資源化利用,目前97%以上的建筑垃圾都得到了有效利用。
日本的國土交通省不定期對建筑廢棄物的產(chǎn)生狀況進(jìn)行調(diào)查,據(jù)2001年的調(diào)查結(jié)果,建設(shè)工程所產(chǎn)生的混凝土塊、瀝青/混凝土塊、建設(shè)產(chǎn)生木材三種建筑廢棄物占建筑行業(yè)廢棄物總排放量及最終填埋量的2成左右。1995年至2008年按照工程類別的建筑廢棄物的排出量見圖1,按照類別的建筑副產(chǎn)物的排放量見圖2。
以2008年為例,日本全國排放的建筑廢棄物總量約為6400萬噸。由于相關(guān)責(zé)任方推進(jìn)了所排放建筑廢棄物的再資源化,所以總體再循環(huán)率超過了90%。但是由于新建填埋場逐漸困難,所以期望更進(jìn)一步提高再循環(huán)比率。據(jù)2008年建筑廢棄物的實(shí)際調(diào)查結(jié)果,其中按照類別建筑廢棄物的排放量的統(tǒng)計(jì)結(jié)果見圖3,最終填埋量的統(tǒng)計(jì)結(jié)果見圖4。
圖1 按照工程類別建筑廢棄物的排出量
圖2 按照類別建筑副產(chǎn)物的排出量
圖3 2008年按照類別建筑廢棄物的排出量
圖4 2008年按照類別建筑廢棄物的最終填埋量
從圖4數(shù)據(jù)可以看出,2008年日本全國范圍內(nèi)的建筑廢棄物的最終填埋量占總排放量的6.3%,由此可見,日本的建筑廢棄物再資源化率得到了明顯提高。
目前,日本每年都會產(chǎn)生大約3500萬噸的混凝土拆除料,其大半部分是作為碎石而被循環(huán)利用,或者作為路基和回填等道路用材料而利用。但是,如圖5所示,今后道路用骨料的需求量會逐漸減少,同時(shí)在經(jīng)濟(jì)高速增長期間,大量建筑物要被拆除,混凝土拆除料的產(chǎn)生量會逐漸增加,如果還是按照以前只是作為路基材料而循環(huán)利用,那么混凝土拆除料就會剩余。鑒于此,日本各大研究所正在研發(fā)由混凝土拆除料制造骨料,再回用到混凝土用骨料的再資源化方法。
圖5 骨料需求量和混凝土拆除產(chǎn)生量的預(yù)測
圖6為日本國土交通省統(tǒng)計(jì)的各年度(1995年、2000年、2002年、2008年)建筑廢棄物、瀝青/混凝土、混凝土塊、建筑產(chǎn)生木材、建筑污泥的再資源化比率。
圖6 建筑廢棄物的再資源化率等
從圖6可以明顯看出,主要建筑廢棄物的再資源化率逐年提高。其中,典型的建筑垃圾處理企業(yè)的再資源化技術(shù)如下。
該集團(tuán)是日本規(guī)模較大的廢棄物處理企業(yè),擁有13家子公司和6家合作公司,其接收處理的建筑廢棄物種類和再資源化技術(shù)如下。
1)木屑。首先,把收集來的建設(shè)木材、木屑進(jìn)行預(yù)分選、破碎,再利用振動篩詳細(xì)分類,然后用生物乙醇制造設(shè)備進(jìn)行處理,生成乙醇和木質(zhì)素粒料等石油替代燃料?;蛘哂蒙镔|(zhì)氣化發(fā)電設(shè)備進(jìn)行炭化處理,制造炭化物或焚燒發(fā)電。
2)廢塑料。廢塑料破碎后,與紙屑混合、熱熔融/成型處理(RDF制造設(shè)備)后,制造RDF(垃圾衍生燃料)?;蛘呃贸尚推分圃煸O(shè)備加工成角料和板材等塑料再生品。也利用焚燒爐焚燒發(fā)電。
3)廢石膏板。石膏板被廣泛用于建筑物的內(nèi)部裝修材料和隔音材料等,所以建設(shè)現(xiàn)場或拆除現(xiàn)場會產(chǎn)生大量廢石膏板。廢石膏板的再循環(huán)利用方法是先進(jìn)行破碎處理,使紙和石膏分開。一般的再循環(huán)方法是把分離后的二水石膏用于地基改良材料的原材料,分離后的紙作為發(fā)電燃料進(jìn)行熱循環(huán),或者用于RDF的原料。大榮環(huán)境集團(tuán)是用干燥爐把二水石膏加熱,制造無水石膏,此制造設(shè)備在日本屈指可數(shù)。
4)混凝土塊。混凝土是日本《建設(shè)再循環(huán)法》所規(guī)定的特定建設(shè)材料。經(jīng)過粗破碎、破碎兩次處理后大小為0~40mm,然后去除異物,用振動篩篩分,作為再生碎石用于瀝青鋪設(shè)道路的上層和下層路基材料而再資源化。此外,去除異物時(shí)被分離出的金屬類,也可以作為有用資源進(jìn)行再利用。
5)建筑污泥。建筑產(chǎn)生的污泥利用日光干燥設(shè)備和壓力脫水設(shè)備干燥至一定的含水率,作為再生土再利用。
6)廢石棉。石棉對人體有害,可誘發(fā)肺癌等,所以日本從2006年開始禁止使用石棉。石棉有飛散型和非飛散型兩種。飛散型石棉是利用氣化改質(zhì)設(shè)備進(jìn)行熔融,使之變?yōu)椴A罟腆w(熔渣)后再資源化。非飛散型石棉填埋到管理型最終處置場(危險(xiǎn)廢棄物填埋場),徹底防止其流向自然環(huán)境。
該公司是專門處理建筑廢棄物的企業(yè),可處理的建筑廢棄物種類有瓦礫類、玻璃屑、混凝土屑和陶瓷屑、廢塑料類、金屬屑、木屑、紙屑、纖維屑。其再資源化方法如下。
1)金屬。利用金屬切割機(jī)切割為碎片后,作為鋼材原料。
2)瓦礫類、混凝土、瀝青/混凝土、陶瓷類。利用瓦礫類切斷機(jī)切割后填埋到安全型填埋場(一般填埋場)和管理型填埋場(危險(xiǎn)廢棄物填埋場)。
3)廢石膏板。利用石膏板切割機(jī)切割后,制造石膏板,也可以作為石膏原料,或者填埋到管理型填埋場(危險(xiǎn)廢棄物填埋場)。
4)瓦楞紙板、可燃物。首先利用可燃/廢塑料破碎機(jī)進(jìn)行破碎,然后用可燃物捆包機(jī)捆包后焚燒發(fā)電或用于造紙?jiān)稀?/p>
5)廢塑料類。首先利用可燃廢塑料破碎機(jī)進(jìn)行破碎,然后用可燃物捆包機(jī)捆包后焚燒發(fā)電;或者利用廢塑料捆包機(jī)捆包后,用于制造再生塑料,或者填埋到安全型填埋場(一般填埋場)。
6)木屑。利用木屑破碎機(jī)破碎后,作為燃料。
該公司使用的設(shè)備規(guī)格、構(gòu)造等見表1。
該公司為廢棄物處理企業(yè),可處理建筑廢棄物以及廢棄物的收集、搬運(yùn)工作。
該公司的建筑廢棄物再資源化流程見圖7,再生產(chǎn)品見圖8,使用的設(shè)備見圖9。
表1 設(shè)備規(guī)格及構(gòu)造
圖7 建筑廢棄物的再資源化流程
圖8 再生產(chǎn)品
圖9 使用的設(shè)備
日本在《建設(shè)循環(huán)法》中明確指出建筑業(yè)所產(chǎn)生的特定建設(shè)材料必須進(jìn)行回收利用。在這些法令規(guī)定之下,日本建設(shè)省于1992年開始以《建設(shè)副產(chǎn)物之減量、再生利用技術(shù)的開發(fā)》為主題,著手進(jìn)行研究、開發(fā)及制定了相關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn),并相繼在各地建立了以處理廢混凝土為主的再生加工廠。日本的再生骨料分為三個(gè)等級(分別為H級、M級、L級),H級為加熱碾磨法制成,完全去除了老砂漿,所以該再生骨料可以和天然骨料同時(shí)使用,不受任何限制;M級多為破碎方法制成,含有老砂漿,允許在基礎(chǔ)墊層、施工道路等次要位置使用;L級雜質(zhì)含量更多,允許在回填標(biāo)高等位置使用。主要產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)如下。
該標(biāo)準(zhǔn)自1994年4月11日起實(shí)施。該標(biāo)準(zhǔn)中按照再生骨料的質(zhì)量,把再生骨料分為3種粗骨料和2種細(xì)骨料,同時(shí),按照混凝土的用途類別,規(guī)定了可以使用的再生骨料。再生骨料的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)見表2。
JISA5021 混凝土用再生骨料H。(社)日本混凝土工學(xué)協(xié)會2005年3月20日制定。其質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)見表3。
JISA5023使用再生骨料L的再生骨料混凝土,(社)日本混凝土工學(xué)協(xié)會2006年3月制定。其質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)見表4。
日本工業(yè)規(guī)格(草案)使用再生骨料M的再生骨料混凝土。其質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)見表5。
表2 再生骨料的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)
表3 再生骨料H的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)
表4 再生骨料L的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)
表5 再生骨料M的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)
建筑構(gòu)造用再生骨料認(rèn)定標(biāo)準(zhǔn)(新建筑技術(shù)認(rèn)定)。(財(cái))日本建筑中心1999年制定。其質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)見表6。
表6 建筑構(gòu)造用再生骨料的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)
標(biāo)準(zhǔn)情報(bào)TR A0006使用再生骨料的混凝土,(社)日本混凝土工學(xué)協(xié)會制定,2000年由通商產(chǎn)業(yè)大臣發(fā)布。其質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)見表7。
表7 TR A0006使用再生骨料的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)
預(yù)制(pre cast)無鋼筋混凝土用再生粗骨料的質(zhì)量規(guī)格(草案)。(社)日本混凝土工學(xué)協(xié)會北海道支部再循環(huán)研究委員會制定。其質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)見表8.
表8 再生粗骨料的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)
使用電力設(shè)施拆除混凝土的再生骨料混凝土的設(shè)計(jì)施工指針(草案),2005年6月土木學(xué)會制定。其質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)見表9。
表9 再生骨料混凝土的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)
本文介紹了日本建筑垃圾的排出狀況、再資源化技術(shù)以及再生骨料的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),以期能對國內(nèi)建筑垃圾的再資源化技術(shù)及產(chǎn)品研發(fā)提供參考。